Tekijä: Marko Karjalainen
Verkkojen ja multimedian kehitys on tuomassa edullisen reaaliaikaisen multimediaviestinnän yhä useampien käyttäjäryhmien ulottuville. Se tarjoaa mahdollisuuksia aiemmin erillisverkoissa toteutetun multimediasiirron toteuttamiseen yleisissä televerkoissa. ISDN on eräs käyttökelpoinen tekniikka joko sellaisenaan tai liitäntäratkaisuna laajakaistaisiin verkkopalveluihin.
Yrityskäytössä yleistyviä kohteita ovat: videoneuvottelu kytkentäisessä ISDN-verkossa, muut multimedianeuvotteluratkaisut (esimerkiksi sovellusten yhteiskäyttö neuvottelunaikana). Erityisesti reaaliaikaisilla video-yhteyksillä ISDN tarjoaa kertaluokkaa alemman kustannustason sekä joustavamman käytön kuin vanhemmat, kiinteät 2 Mbit/s videoneuvotteluhuoneet. Kustannustason lasku saakin videosiirtoa edellyttävien sovellusten käytön yleistymään eri muodoissa: videoneuvotteluratkaisuissa, videopuhelimena, turvallisuussovelluksissa valvontakuvan siirrossa. Sekä videoneuvottelu että videopuhelinratkaisuissa trendinä näyttää olevan PC-pohjaisuus. Ns. kuvapuhelin saattaa toteutua jopa kuluttajatasolla multimediamikrojen yleistyessä ja saadessa yhä kehittyneemmät paikalliset videokyvyt (kuten halvan kameran, videokäsittelypiirit ja nopeat näytönohjaimet). Tällöin videopuhelin on periaatteessa enää ohjelmistosovellus. Kompressiotekniikan kehittyminen mahdollistaa videokuvansiirron jo modeemiyhteydellä, ja ISDN:llä päästään jo melko hyvään kuvan laatuun. Turvallisuussovelluksissa ISDN:n avulla saadaan melko edullisesti videovalvontaan kohteita, joita aiemmin ei olisi voitu näin valvoa. Esimerkiksi liiketunnistimien avulla kameraan liitetty ohjainyksikkö voi automaattisesti muodostaa yhteyden valvontakeskukseen ja suorittaa hälytyksen sekä välittää valvontakuvaa kohteesta.
Videonsiirto internetissä käyttää yleensä UDP:tä tiedonsiirtoon. Sen päällä voi toimia RTP. Esimerkkinä tuotteesta joka käyttää internettiä videonsiirton on CU-SeeMe (ks myöhemmin) Internetin kautta tapahtuva videonsiirtoa rajoittaa lähinnä hitaat ja ruuhkaiset tiedonsiirtoyhteydet.
Lähiverossa tapahtuva videonsiirto onnistuu jo huomattavasti paremmin. Tarjoaahan yleisimmin käyetty Ehernet verkko teoriassa 10Mbit/s kaistanleveyden. Ongelmana lähiverkoissakin, varsinkin Ethernet-verkossa, on se, että katkotonta yhteyttä ei voida taata, ja videokuvan siirtäminen ei ainakaan pidempiä katkoksia siedä. Perus-Ethernetistä on myöhemmin kehitetty nopeampia sovelluksia, jotka myös parantavat videonsiirto mahdollisuuksia.
Videokuva vie pakkaamattomana hyvin paljon tilaa. Tästä johtuen onkin esiintynyt suurta mielenkiintoa kehittää kompressiomenetelmiä liikkuvan videokuvan pakkaamiseksi pienempään tilaan. Kompressiomenetelmät perustuvat lähinnä hyödyntämään peräkkäisten kuvien riippuvuutta, ts pyritään esittämään vain muutokset jotka tapahtuvat eri kuvakehysten välillä. Lisäksi käyttämällä hyväksi ihmissilmän heikkoa kykyä erottaa värejä toisistaan, voidaan kuvadataa kompressoida, ilman, ihmissilmälle näkyvää selvää huononemjista kuvanlaadussa. Lisäksi ihmissilmä ei kykene erottamaan yli 30 Hz:n nopeudella tapahtuvia muutoksia, joten on turhaa päivittää kuvia tätä rajaa enempää.
Tyypillinen PAL TV-kuva vaatii, että datannopeus on luokkaa 140/Mbit/s ja tietokenejärjestelmät yli 300 MBit/S. Koska tällaiset nopeudet eivät ole käytännössä mahdollisia saavuttaa tarvitaan kompressiomenetelmältä erittäin suurta kompressiosuhdetta.
Mpeg-1 on ensimmäinen Moving Pictures Expert Groupin kehittämä pakkausmenetelmä. Sitä kaytetään liikkuvien kuvien ja tahdistettujen audiosignaalien kompressointiin. MPEG-1 pystyy välittämään noin puolet normaalin televisiokuvan välittämästä datamäärästä suoraan CD-ROM:sta tai muilta optisilta muistivälineiltä.[1]
MPEG-1 käyttää kuvakehyksen sisäisen kompressointiin blokkeihin perustuvaa korvaustekniikkaa.
MPEG-1 käyttää blokkeihin perustuvaa diskreettiä kosinimuunnosta yhdessä visuaalisen näytteenoton ja jononpituuskoodauksen kanssa. Myös audiosignaali voidaan koodata kanavaan.
Sitä mukaan kun multimediadataa siepataan entistä enemmän videokamerajärjestelmillä ja muilla televisiosignaalin muodoilla, MPEG-1:n käyttö voi lisääntyä. MPEG-videokorttien hinnat alkavat olla sillä tasolla, jolloin ne voidaan sovittaa kotitalouskäyttöön yhtä hyvin kuin ammattilaatuisiin järjestelmiinkin. Ohjelmistopohjaista kompressiota on myös saatavilla, joten kotitalouskäyttäjien ei enää tarvitse ostaa erikoistunutta laitteistoa.
Mpegstä on myöhemmin tullut useita eri versioita. Nämä perustuvat MPEG-1:seen, mutta tuovat jokainen mukanaan lisäominaisuuksia. MPEG-2 on lähinnä televisio sovelluksiin suuniteltu formaatti. Tällainen oli myös MPEG-3, jonka varsinainen tarkoitus oli olla HDTV formaatti, mutta HDTV ollessa jäissä on MPEG-3 myös ollut pois kuvioista. MPEG-4 on sovellus suhteellisen alhaislle tiedonsiirtonopeuksille. Lähinnä formaatti on tarkoitettu ISDN siirtoa varten.
Stream Works on reaaliaikainen videon ja audion toistava ohjelma eli se pystyy toistamaan samanaikaisesti, kun lataa dataa. Se perustuu MPEG formaattiin ja on puhtaasti ohjelmisto pohjainen, joten ei välttämättä tarvitse erityisiä laitteisto hankintoja. Se vaatii ns. multimedia PC:n (omat ohjelmat myös Macintosh ja X-Windows käyttöjärjestelmiin), jossa on joko Netscape Navigator tai Microsoft Internet Explorer selain. Ohjelma on vapaasti haettavissa yhtiön kotisivulta. Ääni on tallennettu 44KHZ:n taajuudella vastaten näin CD laatua. Verkon nopeudeksi voidaan etukäteen valita käytettävissä olevan yhteyden nopeus, jolloin ohjelma skaalaa tiedonsiirron sen mukaan. Valittavissa on ainakin ISDN sekä eri modeeminopeudet. [ 2 ]
Real Audio oli ensimmäinen ohjelma joka pystyi lataamaan verkosta ja toistamaan samanaikaissti ääni näytteitä. Se on julkaistu ensimmäisen kerran vuonna 1995. Nykyään Real Audio ja Real Video on yhdistetty yhdessä toimivaksi multimedia ohjelmistoksi.Real Player on tämänhetkisistä ohjelmistoista Stream Worksin ohella eräs käytetyimistä. Real Palyerin laitteistovaatimukset ovat samat kuin Stremworksin, eli periaattessa perus PC varustettuna kohtalaisen nopealla yhteydellä, riittää video näytteiden toistamiseen.[ 2 ][ 3 ][ 4 ]
CU-SeeMe on videoneuvotteluohjelmisto PC ja Macintosh ympäristöön. Ohjelma on vapaasti käytettävissä. Ohjelma toimii joko kahdenvälisenä tai myös monenkeskeisenä videoneuvottelu välineenä. CU-SeeMe:n perusajatus on tuoda viedeoneuvottelu mahdolliseksi kohtalaisen alhaisin kustannuksin. Mikäli halutaan vain vastaanottaa videokuvaa tietokoneen ruudulle, tarvitaan tähän ainoastaan perus-PC (386sx->) tai Macintosh.Lisäksi tietysti yhteys internettiin. Lähetyspäässä tarvitaan tietysti myös videokamera sekä videokaappauskortti. Mikäli käytetään digitaalista videokameraa, ei erityista videokaappauskorttiakaan tarvita. [ 5 ]
Taulukossa on asetusarvot siirtonopuksille eri tyyppisillä verkkoratkaisuilla.
| Yhteys | Lähetys (min) (Kbps) | Lähetys (max) (Kbps) | Vastaanotto (min) (Kbps) | Vastaanotto (max) (Kbps) |
| Modeemi 28.8 Kbps |
1 |
20 |
1 |
20 |
| Modeemi 33.6Kbps |
1 |
20 |
1 |
20 |
| Modeemi 56 Kbps |
5 |
40 |
5 |
40 |
| ISDN 64 Kbps |
5 |
40 |
5 |
40 |
| ISDN 128 Kbps |
10 |
80 |
10 |
80 |
| LAN 256 Kbps |
10 |
80 |
10 |
150 |
| LAN T1 |
10 |
80 |
10 |
300 |
[ 6 ]
VDOLive on moniltaosin hyvin samanlainen kuin Strem Works. Se on ollut saatavilla joulukuusta 1995.[ 7 ] Kummatkin tarjoavat reaaliaikaisen videon ja äänen. Laitteistovaatimukset ovat likiman samat. VDOlive toimii kuitenkin jo 14.4 Kb:n yhteydellä siedettävän hyvin. Vain hetkellistä nykimistä kuvassa esiintyy. Kuitenkin kiinteät yhteydet tai ISDN tuo merkittävästi lisää suorituskykyä. VDO:lta on ilmestynyt myös puhelinohjelmisto, joka mahdollistaa "näköpuhelin" yhteyden. [ 2 ]
Videoneuvottelulla tarkoitetaan reaaliaikaista videoyhteyttä joko kahden tai useamman pisteen välillä. Videoneuvotteluun liittyy myös ääniyhteys. Videoneuvottelu on monipuolinen viestintäväline, sen avulla voidaan koota yhteen useita ihmisiä ympäri maailmaa. Kaukaisetkin asiantuntijat saadaan vaivattomasti paikalle videoneuvottelun avulla. Muihin viestintävälineisiin verrattuna videoneuvottelun ehdoton vahvuus on katsekontakti eri osapuolien välillä. Videoneuvottelun avulla voidaan saavuttaa lähes yhtä vahva vuorovaikutteisuus kuin lähiopetuksessakin. Nimensä mukaisesti videoneuvottelua tulee käyttää vuorovaikutteiseen toimintaan. Luennointi videoneuvottelumuodossa ei ole järkevää, koska tavallinen videokasetti toteuttaa tällaisen yksisuuntaisen kommunikoinnin.
Seuraavaksi esitellään eräs videoneuvottelun mahdollistavalaitteisto:
[ 8 ]
PictureTel Live PCS 50 toteuttaa videoneuvottelutoiminnot henkilökohtaiseen käyttöön. Laitteisto toimii ISDN- liittymän kautta. Viedeoneuvottelulaitteisto toimitetaan pakettina, johon kuuluu:
Käytettävässä PC:ssä pitää olla vähintään Windows 3.1 - käyttöjärjestelmä. [ 9 ]
Videoneuvottelun vahvuudet ovat ilmanmuuta sen mahdollistama paikkariippumattomuus, voidaan osallistua tarvitsematta matkustaa pitkiä matkoja. Heikkouksena voidaan vielä pitää laitteistojen ja siirtomedian käytön hintaa, kunnollinen yhteys on hintava ja usein vaikea järjestää. Myös kuvavlaatu ei vielä ole paras mahdollinen. Tosin kehitys kulkee alalla nopeasti eteen päin.
Näköpuhelin on tavallaan vain sovellus videoneuvotteluratkaisusta. Näköpuhelin yhteys on siis vain kahdenvälinen yhteys, joka voi toimia internetin välityksellä. Kummankin osapuolen on hankittava ohjelmisto ja kykenee välittään ääntä ja liikkuvaa kuvaa. Näköpuhelimen tapauksessa ollaan usein valmiita tinkimään liikkuvan kuvan sulavuudesta. Toisin sanoen pieni nykiminen kuvassa ei useinkaan koeta häiritseväksi. Näköpuhelin ohjelmistoja on mm VDO:n Phone. Paitsi ohjelmisto tarvitaan myös videokamera kummassakikn päässä sekä videokaappauskortti, joka muuntaa videosignaalin digitaaliseksi. Yhteydeksi riittää nopea modeemi. [ 10 ]
Ilmiselvää on, että liikuva kuva on saamassa yhä enemmän jalansijaa myös verkoissa. Internet yhteyksien nopeutuessa on liikkuvan kuvan osuus varmasti lisääntymässä. Videokuvan kompressiomenetelmät ovat myös kehittyneet, joka on huomattavasti auttanut Myös käytetävien ohjelmistojen kehitys on edistänyt videokuvan esiinmarssia internetissä. Sovelluksista eräs tärkeimmistä on varmasti esilaiset näköpuhelin ja videoneuvottelujärjestelmät. Sovelluksia on jo nyt useita saatavilla.
[1] Luigi Filippini - 20.4.1996 ***
< http://www.vol.it/MPEG/ >
[2]Homepage of Mecklermedia Corporation 1997 *****
< http://www.netppl.fi/consummate/32video.html#stream
>
[3] Homepage of Mecklermedia Corporation 1997 ***
< http://www.netppl.fi/consummate/32audio-ra.html
>
[4] Homepage of RealNetworks 1997 ***
< ttp://www.real.com/ >
[5] Timo Oja, Evitech 1995 **
<http://www.evitech.fi/~erikp/mbone/cuseeme.html
>
[6] CU-SeeMe - Cornell Research Foundation 1997 ***
<http://www.cu-seeme.com/ >
[7] VDOnet Corporation, California USA 1997
****
< http://www.vdo.net/corporate/awards.html
>
[8] PictureTel **
< http://www.weppi.fi/ttl/videoneuvottelu/
>
[9] John Petricevic, Network Vision Systems ***
< http://liswww.fste.ac.cowan.edu.au/Distance/vidconferencing5.html
>
[10] VDOPhone, VDOnet Corporation, California USA
1997 ****
< http://www.vdo.net/vdostore/overview.html>
[11] Xing Technology Corporation.1997 ****
< http://www.xingtech.com/>
[12] Timo Riihijärvi, Kalevi Kärpijoki,
17.11.1995 ***
< http://www.sty.fi/tiveke/raportit/isdnrapy.htm#xtocid1035414
RealNetworkshttp://www.real.com/ ****
MPEG Audio & Video for The Web, Intranets and CDs http://www.duplexx.com/ ****
Dryad Systemshttp://www.dryad.com/software.html ***
Multimedia Xplorer, Moonsoftware http://www.moonsoftware.ee/mxplorer.html ***
StreamWorks Playehttp://www.xingtech.com/sw_now.html ****
Compression Techniques for Great-Looking Indeo® Video http://www.intel.com/pc-supp/multimed/indeo/COMPRESS.HTM#The Application ***
MPEG Pointers and Resources http://www.mpeg.org/index.html/ *****
VideoNT - uusi visuaalinen ulottuvuus Windows PC:lle - liikkuva ja liikkumaton kuva Internettiinhttp://www.jsp.fi/home/ep-engi/vvnt.htm **
Pulver.Com® 1997 http://www.pulver.com/ ****
Internetin tulevaisuushttp://www.tukkk.fi/~mniemi/slide57.htm **
vic - Video Conferencing Toolhttp://www-nrg.ee.lbl.gov/vic/ **